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Vom Fahrfehler zum Stau

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Verkehrsforscher und Stau-Experte Professor Michael Schreckenberg von der Universität Duisburg-Essen spricht über eines der Hauptärgernisse im Straßenverkehr. Seine Arbeit bringt wichtige Erkenntnisse, um die Mobilität von morgen besser zu gestalten.
Andreas Neemann, 04. Juli 2019
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Andreas Neemann hat seinen ersten ZF-Magazintext im Jahr 2001 zum 6HP-Automatgetriebe geschrieben. Seither begleitet der Automotive-Autor mit Faible für komplexe Themen den Konzern in vielen Publikationen für interne wie externe Leser.

Herr Professor Schreckenberg, wie entsteht eigentlich ein Stau?
Auf Autobahnen ist der Grund dafür zu 60 bis 70 Prozent schlicht Überlastung. Es gibt zu viel Verkehr in dieselbe Richtung. Rasch kommt es zu einem zwar zähen Verkehr, der aber noch mit 10 bis 30 km/h fließt. Erst wenn einzelne Verkehrsteilnehmer stark bremsen oder andere Fahrer durch abrupten Spurwechsel zum Bremsen zwingen, kommt es zum Stillstand. Es entsteht nun eine Stauwelle, die sich entgegen der Verkehrsrichtung mit einer Geschwindigkeit von 15 km/h ausbreitet. In manchen Fällen können solche Stauwellen sogar über die Rampen die Autobahn wechseln.
Am Anfang eines jeden Staus steht also menschliches Fehlverhalten?
Beim eben geschilderten Überlastungsstau trifft das tatsächlich zu. Zwischen 30 und 40 Prozent der Staus haben eine konkrete Ursache, etwa einen Unfall oder eine Spurverengung bei einer Baustelle. Hier beeinflusst das individuelle Fahrverhalten zwar auch die Entstehung eines Staus, aber nicht so stark. Ein Beispiel dafür ist, wie gut die Autofahrer das Reißverschlussverfahren anwenden. Das Gleiche gilt für die zwei Prozent der Staus, die aufgrund der Wetterverhältnisse entstehen, etwa durch schlechte Sicht bei Nebel oder starkem Regen.

Werden die (deutschen) Autobahnen immer stauanfälliger?
Ja, aber das verwundert auch kaum. Die Autobahnen haben mit einer Gesamtlänge von gut 13.000 Kilometern einen vergleichsweise geringen Anteil am deutschen Verkehrsnetz. Auf ihnen ballt sich jedoch etwa ein Drittel der gesamten automobilen Verkehrsleistung.
Auf welche Daten greifen Sie als Stau-Forscher zu?
Wir haben Zugang zu minütlich aktualisierten digitalen Verkehrszählungen. Außerdem nutzen wir sogenannte „Floating-Car-Daten“. Das sind anonymisierte Daten über Fahrzeugbewegungen, die wir aus Kooperationen mit Herstellern von Navigationssystemen erhalten. Für Analysen auf abgeschlossenen Geländen ermitteln wir selbst die Bewegungs- und Positionsdaten über GPS-Geräte.
„Die Gesellschaften müssen massiv in den öffentlichen Verkehr investieren, um die Anzahl der Staus zu reduzieren."
— Prof. Dr. Michael Schreckenberg

Was machen Sie mit den Rohdaten?
Wir entwickeln daraus statistische Modelle, um das Phänomen Stau besser zu verstehen und idealerweise vorhersagbar zu machen. Man kann sagen, wir entwickeln eine Stau-Theorie, die wir dann in der Praxis überprüfen. Außerdem nutzen wir unsere Erkenntnisse, um Politiker, Verbände und die Industrie zu beraten.
Spielen für Ihre Arbeiten auch Staus in Innenstädten eine Rolle?
Der Innenstadtverkehr ist schwerer in Simulationen und Theoriemodelle zu packen, weil es dort viele zufällige Effekte und Wechselwirkungen gibt. Dazu zählen insbesondere Kreuzungen, stehender Verkehr, ausscherender Verkehr und andere Verkehrsteilnehmer wie Radfahrer und Fußgänger.

Wie hoch ist der volkswirtschaftliche Schaden, den Staus verursachen?
Wir haben eine Beispielrechnung angestellt, die von einem 4-Kilometer-Stau ausgeht, der auf zwei Spuren vier Stunden lang besteht. Die Durchschnittsgeschwindigkeit in diesem Stau beträgt 10 km/h statt 80 km/h. Wir sind von einem durchschnittlichen Anteil von beruflich bedingten Fahrten im Straßenverkehr ausgegangen, sei es von Transportunternehmen oder Arbeitnehmern. Dann summiert sich der wirtschaftliche Schaden durch die Verspätungen allein durch diesen Stau auf 50.000 bis 100.000 Euro. Hochgerechnet auf das gesamte Staugeschehen in Deutschland, erreicht der Schaden eine Höhe von etwa 80 Milliarden Euro pro Jahr. Die zusätzliche Umweltbelastung durch den Stau haben wir da noch gar nicht eingerechnet.
80 Milliarden Euro
beträgt der volkswirtschaftliche Schaden, der jährlich in Deutschland durch Staus entsteht.

Wie lässt sich die Anzahl der Staus reduzieren?
Es hilft nur, die Zahl der Fahrzeuge zu vermindern oder zumindest nicht noch weiter zu erhöhen. Das glückt, wenn andere Verkehrsmittel zur Verfügung stehen. Hier ist vor allem der öffentliche Verkehr gefragt. In den müssen die Gesellschaften massiv investieren. Auch sind die vorhandenen Verkehrsmittel noch zu wenig vernetzt.
Wo liegt die Herausforderung bei der intelligenten Vernetzung des Verkehrs?
Reden wir über automatisierte Mobilität, sehe ich ein Problem im Verkehrsmix, weil automatisierte Fahrzeuge neben Fahrzeugen mit menschlichen Fahrern unterwegs sind. Weil die autonomen Fahrzeuge defensiv agieren, wird sich der Verkehrsfluss um geschätzt 20 Prozent verlangsamen. Das sieht anders aus, wenn die Fahrzeugpopulation zu nahezu 100 Prozent aus autonom fahrenden Autos besteht. Zunächst würde ich vom autonomen Fahren keine Wunder erwarten.
Wie lassen sich die Städte entlasten?
Auch hier betrachte ich den massiven Ausbau des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) als den Königsweg. Einige Kommunen haben auch schon damit begonnen, den ÖPNV kostenlos anzubieten. Der Erfolg intermodaler Verkehrsmodelle, insbesondere der Umstieg vom eigenen Pkw auf die S-Bahn für den Pendlerverkehr, hängt stark von der Verfügbarkeit von Park-and-Ride-Parkplätzen ab. Vielen urbanen Zentren fehlt dieser Parkraum derzeit jedoch.

Prof. Dr. Michael Schreckenberg,
theoretischer Physiker, erforscht das Thema Stau. Das von ihm im Jahr 1992 mitverfasste „Nagel-Schreckenberg-Modell“ ist die am häufigsten zitierte wissenschaftliche Arbeit zur Verkehrssimulation. Sein Institut beschäftigt sich mit den unterschiedlichsten Verkehrsmitteln, neben Pkw auch mit Zügen, Bodenfahrzeugen an Flughäfen und sogar mit Karnevalszügen.

#MobilityLifeBalance

Mit einer Initiative stellt ZF den Menschen in den Mittelpunkt von Mobilitätsangeboten und zeigt Lösungen, wo und wie dies am besten gelingt.

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